專(zhuān)利名稱(chēng)：智能型的多功能測(cè)量裝置及其測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多功能之待測(cè)物測(cè)試裝置及其測(cè)試之方法，且特別涉 及一種無(wú)需選擇開(kāi)關(guān)而能具有自動(dòng)判斷待測(cè)物種類(lèi)之測(cè)量裝置及其測(cè)試
之方法，例如一種自動(dòng)判斷待測(cè)物種類(lèi)之萬(wàn)用電表(Multi-meter)。
背景技術(shù)：
目前各種自動(dòng)測(cè)試之多功能萬(wàn)用電表(Automatic function selecting multi-meter)皆能夠?qū)y(cè)量的結(jié)果以數(shù)字方式顯示測(cè)量值，例如顯示直流 值或交流值，電阻值或電容值、二極管或電路通路測(cè)試結(jié)果等。雖然也已 經(jīng)有些萬(wàn)用電表宣稱(chēng)已具有智能型之自動(dòng)測(cè)試功能，然其所稱(chēng)之智能型自 動(dòng)測(cè)試功能是在人工調(diào)整萬(wàn)用電表上之功能選擇開(kāi)關(guān)至待測(cè)物之位置，例 如待測(cè)物為電阻時(shí)，則在進(jìn)行測(cè)量前，需要先將萬(wàn)用電表上之功能選擇開(kāi) 關(guān)調(diào)整(或是稱(chēng)為切換)至測(cè)量電阻之位置(或稱(chēng)為檔位)，然后使用輸 入端的探針對(duì)所要測(cè)試之電阻進(jìn)行測(cè)量，此時(shí)的智能型自動(dòng)測(cè)試功能之萬(wàn) 用電表會(huì)自動(dòng)選擇適當(dāng)?shù)碾娮柚颠M(jìn)行測(cè)量，而不需要測(cè)試者自己要從最高 阻值處(例如100M歐姆)逐步地進(jìn)行測(cè)試一直到有適當(dāng)?shù)碾娮柚担挥?例如當(dāng)要對(duì)待測(cè)物進(jìn)行開(kāi)路測(cè)試時(shí)，也只要將萬(wàn)用電表上之功能選擇開(kāi)關(guān) 至開(kāi)路測(cè)試的檔位，然后萬(wàn)用電表會(huì)自動(dòng)測(cè)試及顯示待測(cè)物是開(kāi)路或短 路。
上述已有技術(shù)的萬(wàn)用電表已經(jīng)在美國(guó)專(zhuān)利號(hào)第4,556,986、 4,588,983、 5742221以及6646562，其中美國(guó)專(zhuān)利號(hào)第6646562中，就己明確披露其 萬(wàn)用電表可以在測(cè)量電壓時(shí)，無(wú)需手動(dòng)選擇直流或交流電壓功能，也不需 手動(dòng)選擇適當(dāng)之范圍；又例如測(cè)量電阻時(shí)，其不需要先將待測(cè)電路除能； 又例如有外加電壓存在于待測(cè)物而無(wú)法測(cè)量時(shí)，則會(huì)自動(dòng)跳離歐姆功能，并適當(dāng)?shù)倪x擇及顯示電壓值，同時(shí)是直流或交流皆可自動(dòng)進(jìn)行測(cè)試。
雖然目前的萬(wàn)用電表己經(jīng)可以簡(jiǎn)單地操作，但對(duì)實(shí)際要對(duì)一個(gè)復(fù)雜的 電路進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，其仍然需要先判斷出待測(cè)物為何種類(lèi)別，然后通過(guò)手動(dòng) 將萬(wàn)用電表上之功能選擇開(kāi)關(guān)調(diào)整至適當(dāng)?shù)臋n位后，方可通過(guò)萬(wàn)用電表上 之自動(dòng)測(cè)試功能測(cè)量到所要的結(jié)果。如此的過(guò)程會(huì)降低工作的效益及不方 便，尤其當(dāng)選擇錯(cuò)誤時(shí)，產(chǎn)生的疑慮時(shí)間；或是使用完畢后，未將萬(wàn)用電 表上之功能選擇開(kāi)關(guān)調(diào)整離開(kāi)電阻測(cè)量檔位，而使得萬(wàn)用電表上的電池耗 盡等。
鑒于已有技術(shù)萬(wàn)用電表在操作方便性上以及在電池消耗的省電性能 上，仍有改善的空間。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述之發(fā)明背景中，為了解決上述萬(wàn)用電表在操作方便性上以及 在電池消耗的省電性能上的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一個(gè)快速的偵測(cè)流程，能 在50ms以?xún)?nèi)偵測(cè)出常用的電路組件種類(lèi)。當(dāng)輸入端沒(méi)有接任何待測(cè)物時(shí)， 控制器會(huì)將輸入端判斷成開(kāi)路狀態(tài)，此時(shí)不會(huì)進(jìn)入測(cè)量模式，而是反復(fù)地 執(zhí)行偵測(cè)流程，而測(cè)量裝置則處在不工作的狀態(tài)，故可以達(dá)到省電的目的。 因此，本發(fā)明的一個(gè)主要目的在于提供一種具有自動(dòng)判斷待測(cè)物種類(lèi)之裝 置，用以解決上述傳統(tǒng)之萬(wàn)用電表在操作時(shí)，需通過(guò)功能選擇開(kāi)關(guān)來(lái)對(duì)切 換待測(cè)物之種類(lèi)后，方能進(jìn)行適當(dāng)之測(cè)量。
本發(fā)明的另一個(gè)主要目的在于提供一種具有自動(dòng)判斷待測(cè)物種類(lèi)之 測(cè)量裝置，使得本發(fā)明之測(cè)量裝置可以通過(guò)多個(gè)電路組態(tài)來(lái)自動(dòng)判斷待測(cè) 物之種類(lèi)，因此本發(fā)明之測(cè)量裝置上不需要使用功能選擇開(kāi)關(guān)。
本發(fā)明的再一個(gè)主要目的在提供一種具有自動(dòng)判斷待測(cè)物種類(lèi)之測(cè) 量裝置，其可通過(guò)自動(dòng)偵測(cè)出輸入端是否有待測(cè)物并據(jù)以決定是否要進(jìn)入 測(cè)試程序，因此本發(fā)明之測(cè)量裝置可以達(dá)到省電之要求。
依據(jù)上述之目的，本發(fā)明首先提出 一種自動(dòng)判斷待測(cè)物種類(lèi)之裝置， 包括 一個(gè)用來(lái)依序提供多個(gè)掃描信息的控制單元； 一個(gè)由多個(gè)測(cè)試電路所組成的切換單元，其與控制單元連接并依據(jù)多個(gè)掃描信息依序執(zhí)行切換
動(dòng)作，用以依序?qū)⒍鄠€(gè)測(cè)試電路與該輸入端連接； 一個(gè)偵測(cè)單元，其與切 換單元連接并通過(guò)一個(gè)比較電路依序?qū)斎攵酥妷哼M(jìn)行比較，并將比較 之結(jié)果送回至控制單元，以使控制單元依據(jù)該比較結(jié)果來(lái)判斷待測(cè)物之種 類(lèi)
本發(fā)明接著提出一種具有自動(dòng)判斷待測(cè)物種類(lèi)之測(cè)量裝置，包括一 個(gè)用來(lái)依序提供多個(gè)掃描信息的控制單元； 一個(gè)由多個(gè)測(cè)試電路所組成的 切換單元，其與控制單元連接并依據(jù)多個(gè)掃描信息依序執(zhí)行切換動(dòng)作，用 以依序?qū)⒃摱鄠€(gè)測(cè)試電路與該輸入端連接； 一個(gè)偵測(cè)單元，其與切換單元 連接并通過(guò)一個(gè)比較電路依序?qū)斎攵酥妷哼M(jìn)行比較，并將比較之結(jié)果 送回至控制單元，以使控制單元依據(jù)該比較結(jié)果來(lái)判斷待測(cè)物之種類(lèi)；及 一個(gè)測(cè)量單元，與控制單元連接并依據(jù)控制單元之判斷結(jié)果選擇相應(yīng)之測(cè) 量電路對(duì)待測(cè)物進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量之結(jié)果顯示于顯示裝置。
本發(fā)明接著再提出一種智能型的多功能萬(wàn)用電表，設(shè)有顯示裝置，用 以顯示多個(gè)測(cè)量模式及測(cè)量之?dāng)?shù)值，以及一個(gè)切換開(kāi)關(guān)裝置，用以提供多 個(gè)切換選擇模式，以進(jìn)行特定信號(hào)或特定待測(cè)物之測(cè)量，以及一對(duì)輸入端 子，多個(gè)測(cè)量模式至少包括自動(dòng)掃描判斷模式(SCAN),可自動(dòng)判斷與該 對(duì)輸入端子連接之該待測(cè)物之類(lèi)別，并于完成該待測(cè)物之類(lèi)別判斷后，可 以選擇性地自動(dòng)對(duì)該待測(cè)物進(jìn)行數(shù)值測(cè)量。
本發(fā)明接著再提出一種智能型的多功能萬(wàn)用電表之測(cè)量方法，包括-執(zhí)行掃描程序，控制單元依序提供多個(gè)掃描信息；執(zhí)行切換程序，由多個(gè) 測(cè)試電路組態(tài)所組成之切換單元來(lái)依據(jù)多個(gè)掃描信息依序執(zhí)行切換動(dòng)作， 用以依序?qū)⒍鄠€(gè)測(cè)試電路組態(tài)與輸入端相連之待測(cè)物連接；執(zhí)行比較程 序，通過(guò)偵測(cè)單元中的比較電路依序?qū)Υ郎y(cè)物之電壓進(jìn)行比較，以產(chǎn)生比 較結(jié)果；執(zhí)行判斷程序，由控制單元依據(jù)比較結(jié)果來(lái)判斷該待測(cè)物之種類(lèi); 及當(dāng)判斷輸入端為開(kāi)路時(shí)，即繼續(xù)執(zhí)行該掃描程序，否則即執(zhí)行測(cè)量程序， 依據(jù)控制單元之判斷結(jié)果選擇相應(yīng)之測(cè)量電路對(duì)待測(cè)物進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè) 量之結(jié)果顯示于顯示裝置。


圖1是本發(fā)明之電路的功能方框示意圖； 圖2是本發(fā)明之偵測(cè)與測(cè)量的流程示意圖3A至圖3B是本發(fā)明判斷二極管之正偏壓電路組態(tài)之示意圖4A至圖4B是本發(fā)明判斷二極管之負(fù)偏壓電路組態(tài)之示意圖5是本發(fā)明之判斷電容器之充電電路組態(tài)之示意圖6是本發(fā)明之判斷電容器之放電電路組態(tài)之示意圖7是本發(fā)明之判斷開(kāi)路電性電路組態(tài)之示意圖8A至圖8D是本發(fā)明之判斷電容器及電阻之波形示意圖9是本發(fā)明之具有自動(dòng)判斷待測(cè)物種類(lèi)之測(cè)量裝置；
圖IOA及圖10B,即表1 (A)及表1 (B)是本發(fā)明之不同待測(cè)物分 別在輸入端的電壓值區(qū)間以及其相應(yīng)之?dāng)?shù)字判斷表。
主要元件標(biāo)記說(shuō)明
1萬(wàn)用電表
2顯示裝置
3切換開(kāi)關(guān)
3A主動(dòng)信號(hào)測(cè):
3B被動(dòng)信號(hào)測(cè)
3C關(guān)機(jī)模式
4附加功能鍵
輸入端子
10控制單元
20切換單元
量模式 量模式30偵測(cè)單元
40模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路
50數(shù)據(jù)處理電路
60顯示裝置
70短路偵測(cè)單元
80蜂鳴器
90檔位控制電路
VDD正電壓
vss負(fù)電壓
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明在此所探討的方向?yàn)橐环N自動(dòng)判斷待測(cè)物種類(lèi)之裝置，特別是 一種具有自動(dòng)判斷待測(cè)物種類(lèi)之測(cè)量裝置。為了能徹底地了解本發(fā)明，將 在下列的描述中提出詳盡的判斷步驟及其判斷電路的組成。顯然地，本發(fā) 明的施行并未限定于自動(dòng)判斷待測(cè)物種類(lèi)之測(cè)量裝置之技術(shù)人員所熟習(xí) 的特殊細(xì)節(jié)。另一方面，眾所周知的自動(dòng)判斷待測(cè)物種類(lèi)之測(cè)量裝置或測(cè) 量步驟等，并未描述于細(xì)節(jié)中，以避免造成本發(fā)明不必要之限制。本發(fā)明 的較佳實(shí)施例會(huì)詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述之外，本發(fā)明還可 以廣泛地施行在其它的實(shí)施例中，且本發(fā)明的范圍不受限定，其以權(quán)利要 求為準(zhǔn)。
請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明的自動(dòng)判斷待測(cè)物種類(lèi)之測(cè)量裝置之電路功能方
框圖，包括控制單元(CONTROLLER) 10、切換單元(SWITCH) 20、 偵測(cè)單元(TYPE DETECTOR)30、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(A/D CONVERTER) 40、數(shù)據(jù)處理電路(DATA PROCESSING CIRCUIT) 50、顯示裝置 (DISPLAY) 60、短路偵測(cè)單元(SHORT DETECTOR) 70、蜂鳴器 (BUZZER) 80及檔位控制電路(RANGE CONTROL CIRCUIT) 90等等 所組成。首先，如圖1所示，本發(fā)明之自動(dòng)判斷待測(cè)物種類(lèi)之裝置由一個(gè)控制 單元10來(lái)依序提供多個(gè)掃描信息；然后將此多個(gè)掃描信息傳送至切換單 元20,而切換單元20則會(huì)依據(jù)控制單元10所提供之多個(gè)掃描信息依序執(zhí) 行切換動(dòng)作，用以依序?qū)⒍鄠€(gè)測(cè)試電路與輸入端連接；例如當(dāng)控制單元IO 提供一個(gè)二極管之掃描信號(hào)時(shí)，其會(huì)先提供一個(gè)二極管之正偏壓掃描信號(hào)
(P_DIO—CHK)，接著，則再提供一個(gè)二極管之負(fù)偏壓掃描信號(hào)
(N—DIO—CHK)。
當(dāng)切換單元20接收到控制單元10所傳送之P一DIO一CHK信號(hào)時(shí)，切 換單元20會(huì)執(zhí)行一個(gè)切換動(dòng)作，以使輸入端與圖3A和圖3B中的電路組 態(tài)連接。此時(shí)，電路組態(tài)中的端點(diǎn)T2被接至正偏壓VDD，例如VDD=3V， 而端點(diǎn)T3則被接至接地點(diǎn)(GND)，同時(shí)端點(diǎn)T2還可與偵測(cè)單元30中 的比較器(圖中未示出)連接，用以偵測(cè)輸入端之電位，其中R1為一個(gè) 大電阻，RpTc為一個(gè)分壓電阻，并且R1》Rptc,在一較佳實(shí)施例中，Rptc 可是熱敏電阻，可以用來(lái)保護(hù)電路。當(dāng)輸入端與圖3A連接后，此時(shí)，若 輸入端連接一個(gè)順向(forward connection)之二極管時(shí)，如圖3A所示， 端點(diǎn)T2之電位(即VT2)將被箝制(clamping)在二極管的導(dǎo)通電位， 例如VT2=0.7V。此時(shí)VT2的電位將是落在"OV"與"+Vr"的范圍之內(nèi)， 其中+Vr為一個(gè)小于正偏壓VDD之電位。此時(shí)，若輸入端之二極管被接 成反向(reverse connection)時(shí)，如圖3B所示，由于二極管不會(huì)被導(dǎo)通， 此時(shí)的VT2電位為Rptc與Rl分壓后的結(jié)果，因此當(dāng)分壓電阻被設(shè)計(jì)成 R1 RPTC時(shí)，則VT2之電位將均近于正偏壓VDD。
此掃描結(jié)果如圖10A (表l (A))的二極管列中所示，而圖10B (表 1 (B))是相應(yīng)圖10A (表1 (A))轉(zhuǎn)換后的數(shù)字表。因此，由圖10B (表 1 (B))可以明確看出，控制單元10所提供之P—DIO一CHK正偏壓掃描信 號(hào)之掃描結(jié)果為"01" (二極管被接成順向)及"10" (二極管被接成反向)。
然后，控制單元10會(huì)接著提供一個(gè)二極管之負(fù)偏壓掃描信號(hào) (N_DIO_CHK)，此時(shí)，切換單元20會(huì)執(zhí)行一個(gè)切換動(dòng)作，以使輸入端 與圖4A和圖4B中的電路組態(tài)連接。因此，當(dāng)輸入端與圖4A連接時(shí)，則 依圖3之結(jié)果可以得知VT2之電位將接近于負(fù)偏壓VSS;而當(dāng)輸入端與圖4B連接后，則VT2之電位將落在0V至-Vr之間。此掃描結(jié)果，由圖 10B (表1 (B))可以明確看出，控制單元10所提供之N—DICLCHK負(fù)偏 壓掃描信號(hào)之掃描結(jié)果為"01"及"10"。
此時(shí)，經(jīng)過(guò)了 P_DIO_CHK與N_DIO_CHK兩個(gè)掃描信號(hào)之綜合的結(jié)
果為當(dāng)二極管被接成順向時(shí)的掃描結(jié)果為"0101";當(dāng)二極管被接成反
向時(shí)的掃描結(jié)果為"1010"。很明顯地，圖10B (表1 (B))所列之 "01 Ol，，(forward connection)與"101 O，，(reverse connection)為P一DIO—CHK 與N—DICLCHK兩個(gè)掃描信號(hào)結(jié)束后之綜合的結(jié)果。在此要強(qiáng)調(diào)的是，本 發(fā)明對(duì)二極管的測(cè)量之所以要使用上述之電路，是因?yàn)閷?duì)使用者而言，很 可能在測(cè)量時(shí)不知道二極管之極性，因此，本發(fā)明在判斷過(guò)程中，將判斷 二極管的電路分成:(a)待測(cè)物被接成順向狀態(tài)以及(b)若待測(cè)物被接成反向 狀態(tài)。通過(guò)上述之過(guò)程，很明顯地，本發(fā)明可以忽略待測(cè)物是被接成順向 或反向，其最后之掃描結(jié)果皆可由表1之?dāng)?shù)字邏輯判定其為二極管。
此外，圖10A (表1 (A))上的P—DIO—CHK與N—DIO—CHK信號(hào)所 測(cè)量到的VT2電位的范圍，經(jīng)過(guò)比較器之比較后，比較器的輸出結(jié)果將 在？_010—CHK與N一DIO一CHK信號(hào)結(jié)束時(shí)被鎖住(latching),并轉(zhuǎn)成數(shù) 字邏輯(digitallogic),其中圖10B (表1 (B))即為圖10A (表1 (A)) 轉(zhuǎn)成數(shù)字邏輯的結(jié)果。在此要強(qiáng)調(diào)，本發(fā)明之?dāng)?shù)字邏輯是內(nèi)建于控制單元 10之中，當(dāng)偵測(cè)單元30將待測(cè)物之?dāng)?shù)字邏輯傳送回控制單元10后，經(jīng)過(guò) 査表動(dòng)作(Look-upTable)后，例如，當(dāng)數(shù)字邏輯為"0101"或"1010"， 則立即可判斷出待測(cè)物為二極管。在此要更要強(qiáng)調(diào)，查表動(dòng)作是在所有掃 描過(guò)程結(jié)束以后才會(huì)進(jìn)行，在此先說(shuō)査表動(dòng)作是為說(shuō)明掃描結(jié)果與數(shù)字邏 輯表的關(guān)系。
通過(guò)上述之P—DIO—CHK與N—DIO—CHK這兩個(gè)掃描信號(hào)后，表KB) 圖10B (表l (B))中的小電容與大電阻之?dāng)?shù)字邏輯相同，同時(shí)大電容與 小電阻之?dāng)?shù)字邏輯也相同，因此，在目前狀態(tài)下，查表只能確定其是不是 二極管，而電阻與電容仍須以下之掃描動(dòng)作來(lái)判別。
接著，控制單元10會(huì)送出一個(gè)電容之測(cè)量信號(hào)其中包括一個(gè)充電之信號(hào)(CAP—CHK1)以及一個(gè)放電之信號(hào)(CAP—CHK2)。當(dāng)切換單元20 接收到控制單元10所傳送之CAP_CHK1或CAP一CHK2信號(hào)時(shí)，切換單 元20會(huì)執(zhí)行一個(gè)切換動(dòng)作，以使輸入端與圖5及圖6中的電路組態(tài)連接。
圖5為一個(gè)電容之充電電路組態(tài)，當(dāng)控制單元IO所傳送之CAP一CHKI 經(jīng)過(guò)切換單元20將輸入端與圖5連接，此時(shí)，端點(diǎn)T2被接至負(fù)電壓VSS， 而端點(diǎn)T1與偵測(cè)單元30中的比較器連接，以偵測(cè)輸入端之電位；另外， 端點(diǎn)T3為浮接(floating)。而當(dāng)控制單元10所傳送之CAP一CHK2經(jīng)過(guò)切 換單元20將輸入端與圖6連接，此時(shí)，端點(diǎn)T1被接至GND,端點(diǎn)T2則 與偵測(cè)單元30中的比較器連接，以偵測(cè)輸入端之電位，端點(diǎn)T3為floating。 很明顯地，在CAP一CHK1信號(hào)期間，位于輸入端的待測(cè)物通過(guò)RpTc及負(fù) 電壓VSS進(jìn)行充電(charge);而在CAP—CHK2信號(hào)期間，位于輸入端的 待測(cè)物會(huì)通過(guò)R2朝GND放電(dis-charge)。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)DA—圖8D，依據(jù)本發(fā)明圖5及圖6的電路組態(tài)所顯 示之不同大小的電容與電阻之電壓及時(shí)間變化情形，其中圖8A之待測(cè)物 為小電容，圖8B之待測(cè)物為大電容，8C圖之待測(cè)物為大電阻，而圖8D 之待測(cè)物為小電阻。在本實(shí)施例中，R2之電阻值遠(yuǎn)大于RpTc。
請(qǐng)參照?qǐng)D8A及圖8B所示，本發(fā)明之電容判斷波形圖，其縱軸為輸 入電壓(Vjnp)，而橫軸為時(shí)間軸，其中圖8A為一個(gè)判斷小電容之波形示 意圖，而圖B則為一個(gè)判斷大電容之波形示意圖。當(dāng)輸入端之電位符合以 下兩個(gè)基準(zhǔn)(criteria)時(shí)，則判定其為電容，即第一在CAP—CHK1信 號(hào)結(jié)束之前，輸入端之電位的絕對(duì)值，IV!Npl須大于IVrll，并且第二在 CAP一CHK2信號(hào)開(kāi)始到一個(gè)設(shè)定之時(shí)間(pre-determined time)的這整段 期間內(nèi)，IV!Npl須一直大于IVr21。很明顯地，由圖8A及圖犯可看出，無(wú) 論輸入端之待測(cè)物為大電容或小電容，皆可符合上述兩個(gè)基準(zhǔn)。
若當(dāng)待測(cè)物為電阻時(shí)，其亦通過(guò)圖5及圖6的電路組態(tài)來(lái)測(cè)量待測(cè)物
之電阻值，此時(shí)待測(cè)物之電阻值將由待測(cè)物與RPTC之分壓所決定。因此，
如圖8C所示，在CAP一CHK1信號(hào)期間，V]NP之電位將迅速達(dá)到一個(gè)很接 近VSS之位準(zhǔn)，故能符合"輸入端電位的絕對(duì)值IViNP頓大于IVrll"的第一基準(zhǔn)；而當(dāng)進(jìn)入CAP一CHK2信號(hào)時(shí)，VjNP也會(huì)迅速達(dá)到GND之位準(zhǔn)， 此時(shí)，在一個(gè)設(shè)定之時(shí)間(pre-determinedtime)之前，IVxNpl便小于IVr21， 所以其未能符合"CAP—CHK2信號(hào)開(kāi)始到一個(gè)設(shè)定之時(shí)間(pre-determined time)的這整段期間內(nèi)之IV!Npl須一直大于IVr2l"的第二基準(zhǔn)。另外，由圖 8D所示，當(dāng)輸入為小電阻時(shí)，在CAP—CHK1信號(hào)結(jié)束之前，IVjnpI沒(méi)有大 于IVrll，所以未能符合第一基準(zhǔn)，而當(dāng)進(jìn)入CAP一CHK2信號(hào)時(shí)，V，又 迅速達(dá)到GND之位準(zhǔn)，所以也未能符合第二基準(zhǔn)。所以，當(dāng)輸入為電阻 時(shí)，不能同時(shí)符合以上兩個(gè)基準(zhǔn)。
最后，當(dāng)完成電容判斷的掃描后，控制單元10會(huì)再傳送一個(gè)開(kāi)路掃 描信號(hào)(OPEN一CHK)，此時(shí)切換單元20將輸入端與圖7連接，其中圖7 為OPENj:HK之電路組態(tài)，其端點(diǎn)T3被接至參考電位(Vref)，端點(diǎn)Tl 則與偵測(cè)單元30中的比較器連接，以偵測(cè)輸入端之電位，而端點(diǎn)T2為 floating,其中，Rl為一個(gè)大電阻。當(dāng)輸入端為open時(shí)，端點(diǎn)Tl之電壓 (VT1)將等于參考電位(Vref)。此外，若當(dāng)輸入為一個(gè)大到超過(guò)測(cè)量范 圍的電阻時(shí)，此種情況亦歸類(lèi)為開(kāi)路狀態(tài)(opencircuit),此時(shí)端點(diǎn)Tl之 電壓(VT1)也會(huì)非常接近參考電位(Vref)，因此，可通過(guò)圖7之電路組 態(tài)中的VT1與Verf之關(guān)系，將開(kāi)路狀態(tài)與電阻判別出來(lái)。
通過(guò)上述在偵測(cè)模式(detect mode)中，控制單元10會(huì)在每一個(gè)偵 測(cè)周期(cycle)中依序產(chǎn)生P—DIO—CHK、 N—DIO—CHK、 CAP—CHKl、 CAP—CHK2、 OPEN一CHK等的五個(gè)掃描信號(hào)后，待這五個(gè)掃描信號(hào)都結(jié) 束后，此時(shí)進(jìn)行一個(gè)査表動(dòng)作，以便將待測(cè)物為二極管、電容、電阻或open 分辨出來(lái)。此判斷方式如下
1. 先將P_DIO_CHK及N一DIO一CHK之掃描結(jié)果，通過(guò)查表先將二 極管(Diode)挑出來(lái)；
2. 若待測(cè)物不是二極管時(shí)，接著由CAP—CHKl與CAP一CHK2之掃 描結(jié)果，再將電容挑出來(lái)；
3. 若待測(cè)物不是二極管也不是電容時(shí)，最后由OPEN一CHK判定是否 輸入端開(kāi)路，否則進(jìn)入電阻測(cè)量，并以此判斷待測(cè)物為電阻。而上述的一個(gè)cycle的掃描信號(hào)可以控制在50ms以?xún)?nèi)，也就是說(shuō)，本 發(fā)明之測(cè)量裝置可以在50ms以?xún)?nèi)自動(dòng)判斷出待測(cè)物之種類(lèi)，因此可達(dá)到 快速且省電的目的。若當(dāng)偵測(cè)模式之判斷結(jié)果為OPEN時(shí)，即表示輸入端 無(wú)任何待測(cè)物，此時(shí)控制單元10將會(huì)反復(fù)進(jìn)行偵測(cè)模式的掃描，也就是 一直處在偵測(cè)模式，當(dāng)有待測(cè)物被接上輸入端時(shí)，將迅速被判斷出來(lái)，而 后進(jìn)入測(cè)量模式。在進(jìn)測(cè)量模式之前，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路40可以會(huì)保持 在未啟動(dòng)(POWERDOWN)的模式。因此，當(dāng)沒(méi)有輸入都無(wú)待測(cè)物時(shí)， 可以處在一個(gè)省電模式。
此外，在本實(shí)施例中，當(dāng)偵測(cè)模式在進(jìn)行的同時(shí)，短路偵測(cè)單元70 (SHORTDETECTOR)也會(huì)同時(shí)被啟動(dòng)，當(dāng)短路偵測(cè)單元70偵測(cè)到輸入 端的電位很低時(shí)，代表此時(shí)輸入端為低阻抗，此時(shí)短路偵測(cè)單元70會(huì)送 信號(hào)中斷(interrupt)控制單元10，同時(shí)讓蜂鳴器80 (BUZZER)鳴叫， 并進(jìn)入連續(xù)性(continuity)的測(cè)量模式。例如，在進(jìn)行電阻測(cè)量時(shí)，當(dāng)短 路偵測(cè)單元70偵測(cè)到短路時(shí)，就會(huì)直接跳出偵測(cè)模式并隨即進(jìn)入測(cè)量模 式，然后輸出電阻值并通過(guò)顯示單元60顯示電阻值。
當(dāng)偵測(cè)模式已經(jīng)判斷出待測(cè)物為何種組件時(shí)，隨即進(jìn)入測(cè)量模式 (measure mode),然后將測(cè)量之結(jié)果顯示于顯示裝置60。在此要強(qiáng)調(diào)， 本發(fā)明之特征點(diǎn)在于現(xiàn)有萬(wàn)用電表之功能中，再加上一個(gè)待測(cè)物之判斷電 路，并通過(guò)此判斷電路自動(dòng)判斷出待測(cè)物之類(lèi)別后，例如分辨出二極管、 電容、電阻或open，隨即利用公知之測(cè)量電路對(duì)待測(cè)物進(jìn)行測(cè)量，其中用 公知之測(cè)量電路可以是第4，556，986、 4,588,983以及6646562號(hào)美國(guó)專(zhuān)利 上所披露之測(cè)量電路，對(duì)此本發(fā)明并不加以限制。
當(dāng)偵測(cè)模式已經(jīng)判斷出待測(cè)物為何種組件后，隨即通過(guò)一個(gè)測(cè)量單 元，對(duì)待測(cè)物進(jìn)行測(cè)量，其中本發(fā)明之測(cè)量單元由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路40、 數(shù)據(jù)處理電路50以及一檔位控制電路90 (RANGE CONTROL CIRCUIT) 所組成。當(dāng)進(jìn)入測(cè)量模式時(shí)，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路40開(kāi)始將輸入端之模擬 信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，之后經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理電路50轉(zhuǎn)換成數(shù)值后，將測(cè)量 結(jié)果輸出至顯示裝置60。而檔位控制電路90則在下一次進(jìn)入偵測(cè)模式之 前，根據(jù)數(shù)據(jù)處理電路50轉(zhuǎn)換之?dāng)?shù)值來(lái)判斷要不要切換測(cè)量的范圍。然后一直重復(fù)著偵測(cè)與測(cè)量的動(dòng)作。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2，本發(fā)明之自動(dòng)判斷待測(cè)物種類(lèi)之測(cè)量裝置的流程 圖。如圖2所示，在進(jìn)行測(cè)量之前，會(huì)先進(jìn)入偵測(cè)模式，以判別待測(cè)物之 種類(lèi)。此時(shí)控制單元10依序產(chǎn)生P_DIO_CHK、N_DIO_CHK、CAP_CHKl、 CAP_CHK2、 OPEN一CHK等五個(gè)掃描信號(hào)，如掃描程序100至500，然后 切換單元20根據(jù)這些掃描信號(hào)執(zhí)行切換程序，以切換不同的電路組態(tài)至 輸入端，然后再由偵測(cè)單元30中的比較器來(lái)執(zhí)行一比較程序，此程序比 較不同的電路組態(tài)之輸入端電位大小，并待偵測(cè)周期結(jié)束后，偵測(cè)單元30 將待測(cè)物之?dāng)?shù)字邏輯傳送回控制單元10后，執(zhí)行一個(gè)判斷程序，此判斷 程序是依序執(zhí)行二極管之判斷700、電容之判斷800、或開(kāi)路之判斷900, 當(dāng)開(kāi)路之判斷結(jié)果為"非開(kāi)路"時(shí)，則判斷待測(cè)物為電阻。
此外，本發(fā)明之實(shí)施例在進(jìn)行判斷程序時(shí)，其判斷的順序依序?yàn)槎?極管、電容、電阻或open。若在判斷出待測(cè)物之種類(lèi)后，則進(jìn)入測(cè)量模式。 若判斷輸入端為OPEN時(shí)，則不進(jìn)入測(cè)量模式，而繼續(xù)執(zhí)行下一個(gè)周期的 偵測(cè)。同樣的，在本發(fā)明之測(cè)量方法中，其在執(zhí)行切換程序時(shí)，也可同時(shí) 執(zhí)行短路偵測(cè)程序600，當(dāng)短路偵測(cè)程序600之偵測(cè)結(jié)果為短路時(shí)，即直 接進(jìn)行電阻值的測(cè)量并將測(cè)量之結(jié)果顯示于顯示裝置60。此外，因判斷程 序可以判斷出待測(cè)物為大電容/大電阻或小電容/小電阻，因此可以自動(dòng)選 擇適當(dāng)之測(cè)量范圍進(jìn)行測(cè)量，因此可達(dá)到快速且省電的目的。
接著請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D9，本發(fā)明之智能型多功能萬(wàn)用電表之外觀示意圖。 如圖9所示，本發(fā)明之具有自動(dòng)掃描功能之萬(wàn)用電表操作說(shuō)明如下萬(wàn)用 電表1設(shè)有顯示裝置2，可顯示目前的所屬測(cè)量功能及其測(cè)量數(shù)值，其中 SCAN代表目前處于自動(dòng)掃描智能判斷模式，而AUTO代表目前處于一般 自動(dòng)跳檔測(cè)量模式，至于MANU則代表目前處于一般手動(dòng)固定檔位測(cè)量 模式；萬(wàn)用電表1并設(shè)置有一個(gè)切換開(kāi)關(guān)3用來(lái)切換主動(dòng)信號(hào)，例如電壓 測(cè)量模式3A或是被動(dòng)組件(例如電阻/電容/二極管/開(kāi)短路)之測(cè)量模式3B， 或是一個(gè)電流測(cè)量模式3C;另外萬(wàn)用電表1上還設(shè)置有多個(gè)附加功能鍵4， 包括測(cè)量模式功能鍵(SEL)、特定測(cè)量數(shù)值功能鍵(RANGE)及頻率測(cè) 量功能鍵(VAHz);此外萬(wàn)用電表1并設(shè)有一對(duì)輸入端子5，其上可進(jìn)一步設(shè)置有測(cè)試探針插座或探棒(圖中未示出)，其中測(cè)量模式功能鍵(SEL) 亦可作為關(guān)閉開(kāi)關(guān)，當(dāng)使用者按住SEL鍵達(dá)2秒以上時(shí)，則會(huì)將電表關(guān)閉。
本發(fā)明之具有自動(dòng)掃描功能之萬(wàn)用電表1所具有的多個(gè)測(cè)量模式中， 至少包括一個(gè)內(nèi)定之自動(dòng)掃描判斷模式(SCAN),其可隨時(shí)自動(dòng)判斷輸入 端是否有待測(cè)物并且可以自動(dòng)判斷出與輸入端子5連接之待測(cè)物之類(lèi)別， 并于完成待測(cè)物之類(lèi)別判斷后，可以選擇性地自動(dòng)對(duì)待測(cè)物進(jìn)行數(shù)值測(cè) 量，其詳細(xì)之電路及判斷過(guò)程已于上述中說(shuō)明，在此不再贅述。接下來(lái)將 說(shuō)明萬(wàn)用電表1的其它操作功能。
當(dāng)萬(wàn)用電表1切換至主動(dòng)信號(hào)測(cè)量模式3A下時(shí)，也就是進(jìn)行電壓(V) 或電流(A)之測(cè)量模式，萬(wàn)用電表1可自動(dòng)掃描判斷輸入信號(hào)特性并自動(dòng) 切換至交流(AC)或直流(DC)測(cè)量模式，測(cè)量過(guò)程并可保持輸入阻抗為 IOMQ，以保持測(cè)量過(guò)程的安全性。此外，在主動(dòng)信號(hào)測(cè)量模式下，其也 可使用附加功能鍵4中的SEL鍵，則可由內(nèi)定之自動(dòng)掃描測(cè)量模式(SCAN) 切換至自動(dòng)跳檔測(cè)量模式(AUTO)以自動(dòng)進(jìn)行交流測(cè)量或直流測(cè)量模式。 當(dāng)切換至交直流模式后可利用附加功能鍵RANGE再切換至手動(dòng)固定檔位 測(cè)量模式(MANU)。例如，當(dāng)一個(gè)直流電壓上有小的交流電壓時(shí)，若我們 選擇在自動(dòng)掃描測(cè)量模式(SCAN)或是自動(dòng)跳檔測(cè)量模式(AUTO)下進(jìn)行測(cè) 量時(shí)，很明顯地，萬(wàn)用電表1會(huì)在顯示裝置2上顯示直流電壓的讀值。若 想要測(cè)量的是直流電壓上的小交流電壓信號(hào)時(shí)，則可由附加功能鍵4中的 SEL鍵直接選擇交流測(cè)量模式(AC)，此時(shí)，萬(wàn)用電表l就會(huì)將小的交流電 壓信號(hào)的讀值在顯示裝置2上顯示。此外，在主動(dòng)測(cè)量模式下可用VAHz 的附加功能鍵選擇切換成頻率測(cè)量模式。
當(dāng)萬(wàn)用電表1切換至被動(dòng)組件測(cè)量模式3B下，萬(wàn)用電表1會(huì)在內(nèi)定 之自動(dòng)掃描判斷模式(SCAN)下，自動(dòng)掃描判斷輸入組件特性，自動(dòng)選 擇進(jìn)入電阻/電容/二極管/連續(xù)性測(cè)量模式，以節(jié)省操控動(dòng)作與時(shí)間。當(dāng)然， 在被動(dòng)組件測(cè)量模式下，也可使用附加功能鍵SEL，將萬(wàn)用電表l由內(nèi)定 之自動(dòng)掃描測(cè)量模式(SCAN)依序切換至一般電阻、電容、二極管或連續(xù) 性測(cè)量模式。同樣的，也可以用附加功能鍵RANGE再切換至手動(dòng)固定檔 位測(cè)量模式(MANU)。在此要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明之萬(wàn)用電表l在操作時(shí)，即內(nèi)定進(jìn)入自動(dòng)掃
描測(cè)量模式(SCAN)，用以自動(dòng)判斷待測(cè)物之種類(lèi)，因此不需要待測(cè)物之 選擇開(kāi)關(guān)；而切換開(kāi)關(guān)3及附加功能鍵4等由使用者以手動(dòng)選擇，其僅能 選擇對(duì)特定功能進(jìn)行測(cè)試，因此并不影響萬(wàn)用電表1之自動(dòng)掃描判斷功能 之達(dá)成。此外，本發(fā)明之萬(wàn)用電表1還可以附加上具有讀值顯示保持 (HOLD)、最大最小讀值(MAX/MIN)運(yùn)算或背光啟動(dòng)(BLT)等功能鍵，但也 可完全取消這些功能鍵讓量萬(wàn)用電表1盡量操作簡(jiǎn)單化，只需有切換開(kāi)關(guān) 做為主動(dòng)信號(hào)測(cè)量或被動(dòng)組件測(cè)量切換即可，如圖9所示。
顯然地，依照上面實(shí)施例中的描述，本發(fā)明可能有許多的修正與差異。 因此需要在其附加的權(quán)利要求的范圍內(nèi)加以理解，除了上述詳細(xì)的描述 外，本發(fā)明還可以廣泛地在其它的實(shí)施例中施行。上述僅為本發(fā)明之較佳 實(shí)施例而己，并非用以限定本發(fā)明之權(quán)利要求；凡其它未脫離本發(fā)明所揭 示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在權(quán)利要求內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)判斷待測(cè)物種類(lèi)的裝置，包括控制單元，依序提供多個(gè)掃描信息；切換單元，由多個(gè)測(cè)試電路組成，其第一端與和待測(cè)物連接之輸入端連接，其第二端與該控制單元連接，并依據(jù)該多個(gè)掃描信息依序執(zhí)行切換動(dòng)作，用以依序?qū)⒃摱鄠€(gè)測(cè)試電路與該輸入端連接；及偵測(cè)單元，其第一端與該切換單元之第三端連接，并通過(guò)比較電路依序?qū)υ撦斎攵酥妷哼M(jìn)行比較，并將比較之結(jié)果由第二端送回至該控制單元；其中該控制單元依據(jù)該偵測(cè)單元所傳回之比較結(jié)果來(lái)判斷待測(cè)物之種類(lèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于還包括短路偵測(cè)單元，其 第一端與該切換單元之第三端連接，而其第二端則連接至該控制單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于該短路偵測(cè)單元可進(jìn)一步 與蜂鳴裝置連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該控制電路所提供之多個(gè) 掃描信息依序?yàn)槎O管，其次為電容，再其次為開(kāi)路測(cè)試。
5. —種具有自動(dòng)判斷待測(cè)物種類(lèi)之測(cè)量裝置，包括 控制單元，依序提供多個(gè)掃描信息；切換單元，由多個(gè)測(cè)試電路組成，其第一端與和待測(cè)物連接之輸入端 連接，其第二端與該控制單元連接，并依據(jù)該多個(gè)掃描信息依序執(zhí)行切換動(dòng)作，用以依序?qū)⒃摱鄠€(gè)測(cè)試電路與該輸入端連接；偵測(cè)單元，其第一端與該切換單元之第三端連接，并通過(guò)比較電路依 序?qū)υ撦斎攵酥妷哼M(jìn)行比較，并將比較之結(jié)果由第二端送回至該控制單 元，以使該控制單元依據(jù)該比較結(jié)果來(lái)判斷待測(cè)物之種類(lèi)；及測(cè)量單元，與該控制單元連接并依據(jù)該控制單元之判斷結(jié)果選擇相應(yīng)之測(cè)量電路對(duì)該待測(cè)物進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量之結(jié)果顯示于顯示裝置。
6. —種智能型的多功能萬(wàn)用電表，設(shè)有顯示裝置，用以顯示多個(gè)測(cè)量 模式及測(cè)量之?dāng)?shù)值，切換開(kāi)關(guān)裝置，用以提供多個(gè)切換選擇模式，以進(jìn)行 特定信號(hào)之測(cè)量，以及一對(duì)輸入端子，其特征在于該多個(gè)測(cè)量模式至少包括自動(dòng)掃描判斷模式，可自動(dòng)判斷與該對(duì)輸入 端子連接之該待測(cè)物之類(lèi)別，并于完成該待測(cè)物之類(lèi)別判斷后，可以選擇 性地自動(dòng)對(duì)該待測(cè)物進(jìn)行數(shù)值測(cè)量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多功能萬(wàn)用電表，其特征在于還包括多個(gè)附 加之功能鍵，可直接進(jìn)入該附加之功能鍵之測(cè)量功能并顯示測(cè)量結(jié)果。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的多功能萬(wàn)用電表，其特征在于該多個(gè)附加之 功能鍵可以是下列之至少一個(gè)的組合測(cè)量模式功能鍵、特定測(cè)量數(shù)值功 能鍵、頻率測(cè)量功能鍵(、測(cè)量數(shù)值顯示保持功能鍵、測(cè)量數(shù)值最大最小 運(yùn)算功能鍵及背光模塊啟動(dòng)功能鍵。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的多功能萬(wàn)用電表，其特征在于該測(cè)量模式功 能鍵可設(shè)定為關(guān)機(jī)鍵。
10. —種智能型的多功能萬(wàn)用電表之測(cè)量方法，包括執(zhí)行掃描程序，控制單元依序提供多個(gè)掃描信息；執(zhí)行切換程序，由切換單元來(lái)依據(jù)該多個(gè)掃描信息依序執(zhí)行切換動(dòng) 作，用以依序?qū)⒍鄠€(gè)測(cè)試電路組態(tài)與輸入端相連之待測(cè)物連接；執(zhí)行比較程序，通過(guò)偵測(cè)單元中的比較電路依序?qū)υ摯郎y(cè)物之電壓進(jìn) 行比較，以產(chǎn)生比較結(jié)果；及執(zhí)行判斷程序，由該控制單元依據(jù)該比較結(jié)果來(lái)判斷該待測(cè)物之種類(lèi)；其中當(dāng)判斷該輸入端為開(kāi)路時(shí)，即繼續(xù)執(zhí)行該掃描程序，否則即執(zhí)行 測(cè)量程序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有自動(dòng)判斷待測(cè)物種類(lèi)之測(cè)量裝置，包括一個(gè)用來(lái)依序提供多個(gè)掃描信息的控制單元；一個(gè)由多個(gè)測(cè)試電路所組成的切換單元，其與控制單元連接并依據(jù)多個(gè)掃描信息依序執(zhí)行切換動(dòng)作，用以依序?qū)⒃摱鄠€(gè)測(cè)試電路與該輸入端連接；一個(gè)偵測(cè)單元，其與切換單元連接并通過(guò)一個(gè)比較電路依序?qū)斎攵酥妷哼M(jìn)行比較，并將比較之結(jié)果送回至控制單元，以使控制單元依據(jù)該比較結(jié)果來(lái)判斷待測(cè)物之種類(lèi)；及一個(gè)測(cè)量單元，與控制單元連接并依據(jù)控制單元之判斷結(jié)果選擇相應(yīng)之測(cè)量電路對(duì)待測(cè)物進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量之結(jié)果顯示于顯示裝置。
文檔編號(hào)G01R15/00GK101315395SQ20071010670
公開(kāi)日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2007年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月28日
發(fā)明者黎俊良 申請(qǐng)人:承永資訊科技股份有限公司